Способ изготовления цилиндрическихоболочек

 

О П И С А Н И Е (») 804077

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Социалкстмческык

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.03.79 (21) 2732360/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 D 5/10

В 21 0 51/10

Гееударетеенныа комитет

СССР ио денек иэебретений и открытий

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 20.02.81 (53) УДК 621.981..1 (088.8) (72) Автор изобретения

P. Н. Фридман (71) заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к гибке листовых заготовок, и .может быть использовано в тех отраслях промышленности, где есть необходимость изготовления оболочек из листового материала, например в хими- 5 ческом и нефтяном зппаратостроении, целлюлозно-бумажном, продовольственном, медицинском машиностроении, в котлостроении и т. д.

Известен способ сворачивания изделий типа тел вращения из листовых заготовок, 10 состоящий в том, что один край заготовки закрепляют жестко и неподвижно в середине заготовки создают первоначальный прогиб за счет малой ее жесткости, приподнимая при этом второй край заготовки, к которому прикладывают одновременно действующие момент и продольное усилие, направленное в сторону неподвижной кромки (1).

Недостаток этого способа состоит в том, что при его применении неизбежно получают ся значительные плоские участки в зоне стыка кромок и не исключена возможность появления вмятин на поверхности заготовки от зажимных органов.

Кроме того, к недостаткам этого способа относится то, что он пригоден только для гибки заготовок малой жесткости из материалов, обладающих достаточной упругостью, и не пригоден для гибки заготовок из пластичных материалов, например алюминия. Это объясняется тем, что первоначальный прогиб создают заготовке за счет ее провисания при подъеме ее свободного края. Первичный прогиб может происходить только под действием одновременно приложенных к краю заготовок момента и продольного усилия, причем продольное усилие зависит от жесткости заготовки и коэффициента трения катков привода, создающих продольное усилие, о поверхность, по которой катятся эти катки.

Кроме того, при повороте края заготовки на 90, т. е. при переходе его через вертикальное положение при большой жесткости заготовки, продольное усилие может, вообще, исчезнуть из-за того, что удвоенный радиус гибки будет больше длины звена, на конце которого закреплены катки привода, создающего продольные усилия, и эти катки повиснут в воздухе, не касаясь опорной по804077 заготовки в зажимных органах, что приводит к наличию в зоне стыка кромок довольно значительных плоских участков и не исключает опасности появления вмятин на поверхности заготовки в местах зажима. В результате снижается качество получаемых таким способом оболочек. Указанные недостатки усугубляются при гибке заготовок из пластичных материалов. В последнем случае, кроме того, качество получаемых оболочек ухудшается еще и из-за образования локальных из-ибов заготовки вследствие анйзотропности свойств материала в разных местах.

Цель изобретения — улучшение качества ооолочек путем повышения точности смыкания кромок, уменьшения плоских участков в зоне стыка, исключения вмятин в зоне зажима заготовки и локальнь|х перегибов при формовке пластичных заготовок.

Указанная цель достигается тем, что заготовку в исходном положении укладывают па гибкие упругие элементы, прикладывают

4О

55 верхности, Это происходит при упругой заготовке.

При гибке заготовки из пластичного материала в процессе перехода через зертикаль заготовка получает локальный перегиб, ее изогнутые участки спадаются, т. е. верхний падает на нижний, и заготовка теряет способность перекатываться через точку гибки наподобие гусеницы.

Вследствие этого, даже при нормальном давлении катков на пол они начинают буксовать и процесс гибки прекращается. Получается дефектное изделие.

Следовательно, главный недостаток этого способа состоит в том, что продольное усилие, которое может создать устройство, осуществляющее этот способ, обратно прспорционально потребному для гибки усилию и упругой жесткости заготовки. Способ пригоден только для гибки весьма нежестких и упругих заготовок, которые могут перекатываться через точку гибки наподобие гусеницы. о

Известен также способ изготовления оболочек (обечаек), при котором заготовку сворачивают путем сведения кромок и одновременно поворота краев заготовки в плоскости. перпсндикулярнои сводимым кромкам, вокруг параллельных кромкам осей до смыкания кромок заготовки и сваривают полученный в результате этого продольный стык, причем вначале к краям заготовки прикладь1вают одина нковые изгибающие моменты, действующие вокруг осей, параллель- зо ных стыкуемым кромкам и симметрично смешенных от кромок в сторону центра заготовки. осуществляя поворот краев заготовки, а затем производят сведение кромок, перемегцая навстречу одна другой с одновременным поворотом под действием приложен- 5 ного изгибающего момента (2).

Недостатки этого способа состоят в том, 1то он о"уществим только при зажиме краев к ним растягивающие, а к заготовке сжимающие усилия, взаимно ура вновшивающие друг друга, затем придают заготовке первоначальный прогиб путем приложения к ее центральной части вертикального усилия, сведение кромок осуществляют совместно с упругими элементами, а окончание гибки ведут с подпором места стыка с внутренней стороны посредством подкладной балки, имеющей радиус кривизны, равный внутреннему радиусу оболочки, после чего снимают сжимающие усилия, приложенные вначале, непосредственно перед смыканием кромок.

С целью обеспечения возможности извлечения "îòîâîé оболочки без искажения ее формы и передачи ее на последющие технологические позиции гибкие упругие элементы выпрямляют с созданием в них растягивающих усилий, достаточных для создания сжимающих усилий в следующей заготовке, при этом, освобождают подкладную балку от контакта с заготовкой.

На фиг. 1 изображена схема закрепления заготовки в начальный момент гибки; вид сверху; на фиг. 2 вид А на фиг, 1; на фиг. 3 и 4 — промежуточные положения заготовки в процессе гибки; на фиг. 5 — положение заготовки по окончании гибки и сведения кромок; на фиг. 6 — вид Б на фиг. 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку 1 с торцовыми кромками 2 и 3 укладывают на гибкие упругие элементы 4.

Перед укладкой заготовки 1 к гибким упругим элементам 4 прикладывают растягивающие усилия. Это достигается тем, что рабочие органы 5 и 6 разводят влево и вправо с помощью подвижных опор 7 и 8. Гибкие упругие элементы 4 могут быть выполнены либо из растягивающихся лент, либо в виде гофрированных стальных лент, либо в виде плоских лент, соединенных с рабочими органами 5 и 6 с помощью упругих звеньев, например пружин. Под действием растягивающих усилий расстояние между упорными элементами 9 рабочих органов 5 и 6 увеличивается и при достижении величины, равной длине заготовки 1, последнюю укладывают на гибкие упругие элементы 4 и освобождают рабочие органы 5 и 6. Под действием упругости элементов 4 упорные элементы 9 передают сжимающие усилия кромкам 2 и 3 заготовки 1. Эти усилия ограничивают свободу проскальзывания заготовки

1 по гибким упругим элементам 4, не дают кромкам 2 и 3 заготовки 1 соскочить с гибких упругих элементов 4 и с рабочих органов 5 и 6 в процессе сворачивания заготовки и по величине не превышают допустимого критического усилия продольного изгиба плоской заготовки.

После того, как к сводимым кромкам 2 и 3 заготовки 1 приложили сжимающие усилия, а к гибким упругим элементам 4 при804077

1о

15 го

Формула изобретения зо ложили растягивающие усилия, уравновешивающие упомянутые сжимающие усилия заготовке 1 и гибким упругим элементам 4 придают первоначальный прогиб, для чего к середине заготовки 1 прикладывают вертикальное усилие. Это усилие .может быть приложено, в частности, путем укладки на заготовку 1 подкладной балки 10, При приложении вертикального усилия и придании заготовке 1 и упругим гибким элементам 4 первоначального прогиба края заготовки 1 с кромками 2 и 3 и концы упругих гибких элементов 4 вместе с рабочими органами 5 и 6 обеспечивают свободу поворота вокруг осей 11 и 12, параллельных кромкам 2 и 3.

После того, как заготовка 1 и упругие гибкие элементы 4 получают предварительный прогиб и им задано направление гибки, дальнейшее свертывание заготовки и гибких упругих элементов ведут одновременно, сближая кромки 2 и 3 и поворачивая края заготовки и концы гибких упругих элементов 4 вокруг осей 11 и 12, которые перемещают навстречу одна другой за счет подвижных опор 7 и 8.

Таким образом, происходит одновременный поворот кромок 2 и 3 относительно осей

11 и 12 .и перемещение их вместе с этими осями навстречу одна другой.

В процессе свертывания заготовка 1 с гибкими упругими элементами опускается вниз, а подкладную балку 10 подводят под место будущей стыковки кромок и закрепляют так, чтобы она располагалась с внутренней стороны получаемой оболочки. Продолжая сворачивание заготовки и гибких упругих элементов, кромки 2 и 3 заводят на подкладную балку 10, после чего сжимающие. усилия, приложенные в начале процесса свертывания к кромкам 2 и 3, снимают непосредственно перед их смыканием. Для этого удаляют упорные элементы

9. При дальнейшем сближении осей 11 и

12 кромки 2 и 3 полностью смыкаются, опираясь на подкладную балку 10, и гибкие упругие элементы 4 обтягивают готовую оболочку. Так как заготовка 1 со стороны, обращенной к балке 10, свободна от зажимных органов и непосредственнi) прилегает к поверхности балки 10, имеющей радиус кривизны, соответствующий радиусу кривизны получаемой оболочки, последняя не имеет плоских участков в зоче стыка и повреждений концов от зажимных органов.

После смыкания кромок 2 и 3 их сваривают, а затем выпрямляют гибкие упругие элементы 4, разводя оси 11 и 12 и поворачивая концы элементов 4, готовая оболочка освобождается и остается- лежать на этих элементах. Если полученная оболочка нежесткая и ее форма может быть нарушена под действием собственной силы тяжести, то перед выпрямлением элементов 4 в оболочку могут быть вставлены распорки. Выпрямляющиеся элементы 4 поднимают на

55 себе оболочку, которая с балкой 10 может быть снята и передана на следующую технологическую позицию, а балка снова использована для сворачивания следующей оболочки.

После снятия готовой оболочки гибкие упругие элементы выпрямляют окончательно и прикладывают к ним растягивающие, усилия (как было описано вначале), подготавливая их к укладке следующей заготовки 1, подлежащей свертыванию в оболочку.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает улучшение качества оболочек за счет повышения точности смыкания кромок, уменьшения плоских участков в зоне стыка, исключения вмятин в зоне зажима заготовок и локальных перегибов и улучшение за счет этого точности цилиндрической формы. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает возможность легкого извлечения готовой оболочки, ее укрепления для передачи на другую технологическую позицию.

Предлагаемый способ с успехом может быть использован для изготовления различных изделий путем обтяжки трубных пучков оболочкой, свертываемой из плоской заготовки.

1. Способ изготовления цилиндрических оболочек, при котором заготовке придают первоначальный прогиб в направлении центра кривизны оболочки, а затем кромки сводят при одновременном повороте их в плоскости перпендикулярной кромкам, вокруг параллельных им осей до смыкания кромок, после чего осуществляют сварку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества оболочек путем повышения прочности смыкания кромок, уменьшения плоских участков в зоне стыка, исключения вмятин в зоне зажима заготовки и локальных перегибов при формовке пластичных заготовок, заготовку в исходном положении укладывают на гибкие упругие элементы, прикладывают к ним растягивающие, а к заготовке сжимающие усилия, взаимно урановешивающие друг друга, затем придают заготовке первоначальный прогиб путем приложения к ее центральной части вертикального усилия, сведение кромок осуществляют совместно с упругими элементами, а окончание гибки ведут с подпором места стыка с внутренней стороны посредством подкладной балки, имеющей радиус кривизны, равный внутреннему радиусу оболочки, после чего снимают сжимающие усилия, приложенные вначале, непосредственно перед смыканием кромок.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности из804077 влечения готовой оболочки без искажения ее формы и передачи ее на последующие технологические позиции, гибкие упругие элементы выпрямляют с созданием в них растягивающих усилий, достаточных для создания сжимающих усилий в следующей заготовке, при этом освобождают подкладную балку от контакта с заготовки.

Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 479542, кл. В 21 D 7/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 551078, кл. В 21 D 7/02, 1974 (прототип).

804077 !

Put á

Составитель Е. Чистякова

Редактор Н. Безродная Техред А. Бойкас Корректор Н. Стец

Заказ 10351/10 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4